近些年,隨著航空工業(yè)的飛速發(fā)展,對薄壁鋁合金零件的需求增加,但是鋁合金塑性低、成形性差,室溫拉深成形極限低。本文提出鋁合金筒形構(gòu)件超低溫差溫拉深新工藝,利用鋁合金板材在超低溫下強度和延伸率同時提高的雙增效應(yīng),以及溫?zé)釕B(tài)下流動應(yīng)力降低的差溫效應(yīng),研究超低溫差溫成形新工藝方法,研究了不同的溫度梯度、工藝參數(shù)對成形的影響規(guī)律,提高復(fù)雜鋁合金構(gòu)件的成形極限。本文通過數(shù)值模擬和實驗相結(jié)合的方法,研究了5182鋁合金在不同工藝參數(shù)和溫度場下脹形和筒形件拉深過程,分析不同的工藝參數(shù)和溫度梯度對其成形的影響,以獲得不同工藝參數(shù)下5182鋁合金的成形極限。針對本實驗對低溫環(huán)境的需要,開展了超低溫差溫成形測試裝置設(shè)計。為滿足實驗要求,該裝置包括:超低溫冷卻系統(tǒng)、保溫箱、冷卻劑回收裝置、排氣裝置、在線采集系統(tǒng)和液壓控制系統(tǒng)。設(shè)計了相應(yīng)的凸模、凹模、壓邊圈等結(jié)構(gòu),通過對實驗?zāi)＞叩慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計,可以滿足筒形件的成形需要,為滿足實驗降溫和加熱的要求,開展了模具冷卻溫度場模擬,獲得了合理的模具溫度分布。計算得到了凸凹模間隙及相關(guān)尺寸,設(shè)計出合理的超低溫差溫成形測試裝置。開展了5182鋁合金室溫和低溫脹形過程數(shù)值模擬研究... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同鋁合金材料彈性模量在低溫下與室溫下的比值[4]

?慷群涂估?慷仍黽印Ｔ誆煌?奈露群統(tǒng)中?奔湎露?105鋁合金進行低溫處理，然后在室溫下進行拉伸測試，結(jié)果表明對鋁合金進行低溫處理對其在室溫下的拉伸性能沒有明顯影響。孫曉紅等[7]以5083-O鋁合金薄板為研究對象，使用高低溫環(huán)境箱進行高低溫拉伸試驗，其中低溫箱溫度為-80℃~100℃，高溫箱溫度為200℃~500℃。實驗發(fā)現(xiàn)，5083-O鋁合金其抗拉強度和屈服強度會隨著溫度升高而不斷降低，延伸率隨溫度的升高而增加，在溫度未達到100℃時，抗拉強度、屈服強度無明顯變化，200℃之后，顯著下降，并且對溫度敏感性高。其結(jié)果如圖1-2所示。a)不同溫度下的抗拉強度和屈服強度b)不同溫度下的延伸率圖1-2不同溫度下5083-0鋁合金高低溫拉伸性能[7]蔣顯全等[8]研究了在O、H19和H26條件下，3012鋁合金在-175300℃時的拉伸性能。結(jié)果表明在這三種不同條件下3012鋁合金的抗拉強度和屈服強度隨著溫度升高而顯著下降。在-175℃和300℃下，三種狀態(tài)的3012鋁合金的抗拉強度分別為155MPa，298MPa，49MPa和211MPa，39MPa。并且三種狀態(tài)的力學(xué)性能對溫度較為敏感，強度隨溫度升高而增加。在25℃以下的低溫下，不同狀態(tài)下

低溫力學(xué)性能和斷口形貌分析，并將其與室溫下的力學(xué)性能和斷口進行了分析比較，結(jié)果如圖1-2所示。隨著溫度降低，母材的抗拉強度、屈服強度和延伸率均表現(xiàn)出增加的走向。從室溫到-120℃，F(xiàn)SW接頭的抗拉強度和屈服強度的數(shù)值大小沒有變化，但是伸長率略有增加。在低溫條件下，-182℃溫度下的焊接接頭強度遠(yuǎn)高于室溫，而伸長率略高于室溫，但相差不大。2219鋁合金母材和FSW接頭的斷口是塑性斷裂，由不同大小的韌窩和撕裂嶺組成；但FSW的斷口韌窩不僅小而且較淺，撕裂棱相對較少，并且有第二相粒子。a)20℃b)-120℃c)-182℃圖1-22219T62FSW接頭斷口分析[12]胡鐵牛等[13]研究了熱處理工藝對2195鋁鋰合金的低溫力學(xué)性能的影響，對材料進行單向拉伸實驗，通過對拉伸斷口的SEM觀察和對固溶時樣品的XRD與TEM研究，發(fā)現(xiàn)2195鋁鋰合金在77K時的抗拉強度得到了顯著提高。相應(yīng)的優(yōu)化工藝參數(shù)為520℃固溶，160℃×24h，在77K下2195鋁鋰合金的抗拉強度σb>590MPa，σ0.2>470MPa，延伸率δ>16%；而500℃固溶35min+160℃×24h處理可獲得較高的低溫塑性，77K下，2219鋁鋰合金的延伸率高達29.23%，σb和σ0.2分別為484MPa和337MPa。李洪祥[14]研究了固溶軋制后的6201鋁合金，在相同的軋制壓下量條件下，軋制溫度越低，位錯晶胞和位錯的數(shù)量就越高，甚至?xí)葑兂蓙喚А２煌瑴囟认萝堉坪髸r效硬度變化曲線如圖1-3所示。軋制變形量為70%時，-196℃冷卻軋制、-70℃冷卻軋制和室溫軋制的抗拉強度分別為341MPa、315MPa和309MPa。經(jīng)過-196℃冷卻、196℃冷卻軋制+125℃時效4h的抗拉強度(345MPa)降低了9.8%。-196℃冷卻軋制+125℃時效4h后抗拉強度高達345MPa，與室溫軋制+125℃時效4h(抗拉強

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：2982425